TW202321773A - 顯示器系統 - Google Patents

Abstract

一種顯示器系統包括光源模組、成像模組、曲面鏡以及光學模組。光源模組配置用以投射第一偏振影像與第二偏振影像，其中第一偏振影像具有第一偏振態，且第二偏振影像具有不同於第一偏振態的第二偏振態。成像模組配置用以將第一偏振影像於第一位置成第一實像，並將第二偏振影像於第二位置成第二實像。光學模組置於曲面鏡與成像模組之間，光學模組配置用以將第一實像與第二實像同時投射至曲面鏡，使得第一實像與第二實像於曲面鏡中產生景深不同的第一虛像與第二虛像。

Description

顯示器系統

本揭露內容有關於一種顯示器系統，特別是有關於一種抬頭顯示器(head-up display；HUD)系統。

抬頭顯示器可安裝於車輛中，其能夠在車輛的前玻璃窗投射所需的信息，使得觀察者能夠在注視前方的同時獲得所投射的信息，進而提升道路駕駛的安全性。此外，通過抬頭顯示器，能夠以增強現實(augmented reality；AR)的形式顯示特定的信息。增強現實是把三維虛擬的物體重疊呈現到觀察者的肉眼所能看到的現實世界之技術。然而，現有的抬頭顯示器系統僅能在單一時間、單一空間中顯示一個虛像。因此，現有的抬頭顯示器系統仍需進行改良。

本揭露之一技術態樣為一種顯示器系統。

根據本揭露一些實施方式，一種顯示器系統包括光源模組、成像模組、曲面鏡以及光學模組。光源模組配置用以投射第一偏振影像與第二偏振影像，其中第一偏振影像具有第一偏振態，且第二偏振影像具有不同於第一偏振態的第二偏振態。成像模組配置用以將第一偏振影像於第一位置成第一實像，並將第二偏振影像於第二位置成第二實像。光學模組置於曲面鏡與成像模組之間，光學模組配置用以將第一實像與第二實像同時投射至曲面鏡，使得第一實像與第二實像於曲面鏡中產生景深不同的第一虛像與第二虛像。

在本揭露一些實施方式中，成像模組包括第一擴散片與第二擴散片。第一擴散片設置於光源模組與光學模組之間，其中第一偏振影像在通過第一擴散片後散射以形成第一實像，且第二偏振影像在通過第一擴散片後不散射。第二擴散片設置於第一擴散片與光學模組之間，其中第二偏振影像在通過第二擴散片後散射以形成第二實像，且第一偏振影像在通過第二偏振片後不散射。

在本揭露一些實施方式中，第一擴散片與第二擴散片具有不同的液晶軸向。

在本揭露一些實施方式中，成像模組更包括偏振調變元件。偏振調變元件置於第二擴散片與光學模組之間，其中當偏振調變元件關閉時，該偏振調變元件用以將第一偏振影像轉換為具有第二偏振態的第三偏振影像，且當偏振調變元件開啟時，該偏振調變元件用以讓第一偏振影像通過且保持該第一偏振態。

在本揭露一些實施方式中，當偏振調變元件關閉時，成像模組更使得第一實像於曲面鏡中產生與第一虛像景深不同的第三虛像。

在本揭露一些實施方式中，光學模組包括稜鏡。稜鏡具有複數個面，面的第一面能夠讓第一偏振影像反射並讓第二偏振影像通過。

在本揭露一些實施方式中，光學模組更包括反射鏡與偏振元件。反射鏡置於稜鏡的面的第二面，並配置用以反射第二偏振影像偏振元件，置於稜鏡的第二面與反射鏡之間，並配置用以讓第二偏振影像反射且消除入射至偏振元件的第一偏振影像。

在本揭露一些實施方式中，稜鏡的面的總數為偶數。

在本揭露一些實施方式中，光源模組包括第一光源組、第二光源組與光調制器。第一光源組配置用以產生具有第一偏振態的第一偏振光束。第二光源組配置用以產生具有第二偏振態的第二偏振光束。光調制器用以將第一偏振光束調制成第一偏振影像且將第二偏振光束調制成第二偏振影像。

在本揭露一些實施方式中，顯示器系統更包括準直透鏡。準直透鏡置於光源模組與成像模組之間，且配置用以準直第一偏振影像與第二偏振影像。

根據本揭露上述實施方式，由於本案的顯示器系統包括光源模組、成像模組、曲面鏡與光學模組，可在同一時間產生兩個虛像，有助於在短時間內提供多視角影像，進而提升觀察者在道路駕駛的安全性。此外，與單一時間提供單一影像的顯示器相比，本揭露一些實施方式的顯示器系統之配置可在相同掃描頻率的情況下提供更多影像。

應當瞭解前面的一般說明和以下的詳細說明都僅是示例，並且旨在提供對本揭露的進一步解釋。

以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的，因此不應用以限制本揭露。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

第1圖繪示根據本揭露一些實施方式之顯示器系統10的示意圖。顯示器系統10包含光源模組100、成像模組300、光學模組400以及曲面鏡500。

光源模組100配置用以投射第一偏振影像P1與第二偏振影像P2。第一偏振影像P1具有第一偏振態，且第二偏振影像P2具有不同於第一偏振態的第二偏振態。舉例而言，第二偏振態正交於第一偏振態。在一些實施方式中，第一偏振態為0度偏振，而第二偏振態為90度偏振。成像模組300配置用以將第一偏振影像P1於第一位置（例如第3圖與第4圖所示的第一位置PS1）形成第一實像，並將第二偏振影像P2於第二位置（例如第3圖與第4圖所示的第二位置PS2）形成第二實像。光學模組400設置於曲面鏡500與成像模組300之間。光學模組400配置用以將第一實像與第二實像同時投射至曲面鏡500，使得第一實像與第二實像於曲面鏡500中產生景深不同的第一虛像I1與第二虛像I2。如此一來，顯示器系統10可在同一時間產生兩個虛像，有助於在短時間內提供多視角影像，進而提升觀察者700在道路駕駛的安全性。此外，與單一時間提供單一影像的顯示器相比，本揭露一些實施方式的顯示器系統10之配置可在相同掃描頻率的情況下提供更多影像。

第2圖繪示第1圖之光源模組100的示意圖。一併參閱第1圖與第2圖。在一些實施方式中，光源模組100包含第一光源組S1、第二光源組S2以及光調制器130。第一光源組S1配置用以產生具有第一偏振態的第一偏振光束PB1，第二光源組S2用以產生具有第二偏振態的第二偏振光束PB2。光調制器130用以將第一偏振光束PB1調制成第一偏振影像P1，且將第二偏振光束PB2調制成第二偏振影像P2。

具體而言，在一些實施方式中，第一光源組S1包含控制器110、分光鏡(beam splitter)112B、分光鏡112G與分光鏡112R以及光源B1、光源G1與光源R1。在一些實施方式中，光源R1為紅光雷射二極體、光源G1為綠光雷射二極體，且光源B1為藍光雷射二極體。光源R1、光源G1與光源B1可分別產生紅光、綠光與藍光。控制器110連接至光源R1、光源G1與光源B1，並配置用以驅動光源R1、光源G1與光源B1分別發出具有第一偏振態的紅光、綠光與藍光，其分別入射分光鏡112R、分光鏡112G與分光鏡112B。分光鏡112B能夠反射藍光，分光鏡112G能夠反射綠光並讓藍光通過，且分光鏡112R能夠反射紅光並讓藍光與綠光通過，因此自光源R1、光源G1與光源B1發出的光在經過分光鏡112B、分光鏡112G與分光鏡112R後會合併成具有第一偏振態的第一偏振光束PB1。

同樣地，第二光源組S2包含控制器120、第二分光鏡122B、分光鏡122G與分光鏡112R以及光源B2、光源G2與光源R2。在一些實施方式中，光源R2為紅光雷射二極體、光源G2為綠光雷射二極體，且光源B2為藍光雷射二極體。光源R2、光源G2與光源B2可分別產生紅光、綠光與藍光。控制器120連接至光源R2、光源G2與光源B2，並配置用以驅動光源R2、光源G2與光源B2分別發出具有第二偏振態的紅光、綠光與藍光，其分別入射分光鏡122R、分光鏡122G與分光鏡122B。分光鏡122B能夠反射藍光，分光鏡122G能夠反射綠光並讓藍光通過，且分光鏡122R能夠反射紅光並讓藍光與綠光通過，因此自光源R2、光源G2與光源B2發出的光在經過分光鏡122B、分光鏡122G與分光鏡122R後會合併成具有第二偏振態的第二偏振光束PB2。

光調制器130用以將第一偏振光束PB1調制成第一偏振影像P1且將第二偏振光束PB2調制成第二偏振影像P2。在一些實施方式中，具有第一偏振態的第一偏振影像P1可以在成像模組300上調制為倒三角形，且具有第二偏振態的第二偏振影像P2可以在成像模組300上調制為正三角形，上述的兩種偏振不互相干擾。應注意的是，上述的圖案（倒三角形與正三角形）僅為示例，並非用以限制本揭露。在其他實施方式中，第一偏振影像P1與第二偏振影像P2可分別為不同視角的影像。

在一些實施方式中，光源模組100是雷射掃描儀(laser beam scanning；LBS)。光調制器130可以是微機電系統(MEMS)元件的反光鏡。如第2圖所示，第一偏振光束PB1與第二偏振光束PB2同時入射光調制器130，且光調制器130將第一偏振光束PB1與第二偏振光束PB2導引至成像模組300。光調制器130藉由旋轉本身的反射面，以將第一偏振光束PB1與第二偏振光束PB2依時序導引至成像模組300的不同位置。舉例而言，旋轉光調制器130的反射面，以在成像模組300上形成掃描軌跡132。當掃描軌跡132到達第一偏振影像P1的位置時，第一光源組S1的控制器110開啟至少一個光源B1、光源G1與光源R1，使得第一偏振光束PB1打在第一偏振影像P1的位置。同樣的，當掃描軌跡132到達第二偏振影像P2的位置時，第二光源組S2的控制器120開啟至少一個光源B2、光源G2與光源R2，使得第二偏振光束PB2打在第二偏振影像P2的位置。而當掃描軌跡132在第一偏振影像P1與第二偏振影像P2以外的位置時，控制器110關閉所有光源B1、光源G1與光源R1，且控制器120關閉所有光源B2、光源G2與光源R2。

回到第1圖。在一些實施方式中，顯示器系統10更包含準直透鏡200。準直透鏡200設置於光源模組100與成像模組300之間。準直透鏡200配置用以準直第一偏振影像P1與第二偏振影像P2，因此入射準直透鏡200的第一偏振影像P1與第二偏振影像P2可被準直成平行光。

第3圖繪示根據本揭露一些實施方式之第1圖的顯示器系統10於第一時序時的光路徑的示意圖。一併參閱第1圖與第3圖，在一些實施方式中，成像模組300包含第一擴散片310與第二擴散片320。第一擴散片310設置於光源模組100與光學模組400之間，而第二擴散片320設置於第一擴散片310與光學模組400之間。在一些實施方式中，第一擴散片310與第二擴散片320具有不同的液晶軸向，使得第一偏振影像P1在通過第一擴散片310散射以形成第一實像，且第二偏振影像P2在通過第一擴散片310後不散射。第二偏振影像P2在通過第二擴散片320後散射以形成第二實像，且第一偏振影像P1在通過第二偏振片後不散射（穿透）。詳細來說，在電壓未施加於第一擴散片310時，第一擴散片310具有與第一偏振態平行且與第二偏振態垂直的液晶軸向，因此具有第一偏振態的第一偏振影像P1在通過第一擴散片310後散射，而第二偏振影像P2在直接穿透第一擴散片310後不散射。在電壓施加於第一擴散片310時，第一擴散片310具有平行於第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的行進方向的液晶軸向，使得第一偏振影像P1與第二偏振影像P2皆直接穿透第一擴散片310後不散射。另外，在電壓未施加於第二擴散片320時，第二擴散片320具有與第一偏振態垂直且與第二偏振態平行的液晶軸向，第一偏振影像P1直接穿透第二擴散片320後不散射，而第二偏振影像P2在通過第二擴散片320後散射。在電壓施加於第二擴散片320時，第二擴散片320具有平行於第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的行進方向的液晶軸向，使得第一偏振影像P1與第二偏振影像P2皆直接穿透第二擴散片320後不散射。

當顯示器系統10於第一時序時，第一擴散片310與第二擴散片320關閉（電壓未施加於第一擴散片310與第二擴散片320）上。具有第一偏振態的第一偏振影像P1在通過第一擴散片310後散射以在第一位置PS1形成第一實像，且在通過第二擴散片320後不散射。再者，具有第二偏振態的第二偏振影像P2在通過第一擴散片310不散射，且在通過第二擴散片320後散射以在第二位置PS2形成第二實像。在一些實施方式中，藉由切換第一擴散片310或第二擴散片320的液晶的長軸與短軸，達到第一偏振影像P1或第二偏振影像P2在通過擴散片（第一擴散片310或第二擴散片320）後散射的特性，進而控制成像的位置。詳細來說，第一擴散片310與第二擴散片320可分別包含第一玻璃層、位於第一玻璃層上的第一導電膜、位於第一導電膜上的液晶、位於液晶上的第二導電膜以及位於第二導電膜上的第二玻璃層。當第一擴散片310或第二擴散片320的液晶的短軸折射率等於玻璃層折射率，且液晶的長軸折射率大於玻璃層的折射率時，第一偏振影像P1或第二偏振影像P2在通過擴散片（第一擴散片310或第二擴散片320）後散射，而當液晶的長軸折射率等於玻璃層的折射率時，第一偏振影像P1或第二偏振影像P2在通過擴散片（第一擴散片310或第二擴散片320）後不散射。

在一些實施方式中，成像模組300更包含偏振調變元件330。偏振調變元件330設置於第二擴散片320與光學模組400之間。偏振調變元件330用以改變第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的偏振態。在一些實施方式中，偏振調變元件330可例如是扭轉向列型液晶盒(twisted nematic cell；TN cell)，可改變入射的偏振影像（第一偏振影像P1與第二偏振影像P2）的偏振態。透過施加電壓於偏振調變元件330上來開啟偏振調變元件330，或是撤除偏振調變元件330上的電壓來關閉偏振調變元件330，以改變入射到偏振調變元件330的偏振影像的偏振態或保持偏振影像的偏振態不變。換句話說，當偏振調變元件330開啟時，偏振調變元件330用以讓第一偏振影像P1通過且保持第一偏振態，以及讓第二偏振影像P2通過且保持第二偏振態。當偏振調變元件330關閉時（詳細內容將在第4圖說明），偏振調變元件330用以將第一偏振影像P1轉換為具有第二偏振態的第三偏振影像P3，以及將第二偏振影像P2轉換為具有第一偏振態的第四偏振影像P4。在一些實施方式中，偏振調變元件330可包含二個透明基板、位於二個透明基板之間的液晶以及用以調整偏振方向的驅動元件。

當顯示器系統10於第一時序時，偏振調變元件330開啟（例如電壓施加於偏振調變元件330上），偏振調變元件330不改變第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的偏振態。換句話說，第一偏振影像P1通過偏振調變元件330後仍保持第一偏振態，且第二偏振影像P2通過偏振調變元件330後仍保持第二偏振態，接著第一偏振影像P1與第二偏振影像P2一併入射光學模組400。

回到第1圖。在一些實施方式中，光學模組400包含稜鏡410。稜鏡410與偏振調變元件330對應設置，稜鏡410具有鏡面402，鏡面402能夠讓第一偏振影像P1反射並讓第二偏振影像P2通過。詳細來說，當第一偏振影像P1具有第一偏振態時，第一偏振影像P1經由稜鏡410的鏡面402反射。當第二偏振影像P2具有第二偏振態時，第二偏振影像P2經由稜鏡410的鏡面402穿透。鏡面402上具有偏振選擇塗層，例如高度偏振轉換膜(advanced polarization conversion film；APCF)或雙增亮膜(dual brightness enhancement film；DBEF)，使得具有第二偏振態的偏振光束穿透，而具有第一偏振態的偏振光束被反射。在一些實施方式中，稜鏡410更具有鏡面404連接鏡面402、鏡面406連接鏡面404，以及鏡面408連接鏡面402與鏡面406。當偏振光束具有第二偏振態時，偏振光束（例如第二偏振影像P2）通過鏡面402、抵達鏡面404後被反射至鏡面406、抵達鏡面406後被反射至鏡面408、抵達鏡面408後被反射而通過鏡面402。

在一些實施方式中，光學模組400更包含反射鏡420與偏振元件430。反射鏡420設置於稜鏡410的鏡面404上，並且配置用以反射第二偏振影像P2。偏振元件430設置於稜鏡410的鏡面404與反射鏡420之間，與鏡面402分隔設置，且偏振元件430配置用以消除雜光。具體而言，偏振元件430配置用以讓第二偏振影像P2反射且消除入射至偏振元件430的第一偏振影像P1。因此若有些許的第一偏振影像P1穿透鏡面402而到達鏡面404，則入射至偏振元件430的第一偏振影像P1會被偏振元件430消除，僅第二偏振影像P2可被偏振元件430反射，因此偏振元件430可用以純化第二偏振影像P2的影像，以降低第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的影像干擾。

通過光學模組400的第一偏振影像P1與第二偏振影像P2接著到達曲面鏡500。在一些實施方式中，曲面鏡500可以是高反射介電材料塗覆的部分透射部分反射的光學元件。在一些實施方式中，曲面鏡500的反射面形狀是彎曲的（自由(freeform)曲面或非自由曲面）、分段的、漸進式焦距的與/或分段的稜鏡，或菲涅耳透鏡成型，並且可以是金屬或全息塗層的。在一些實施方式中，曲面鏡500是具有特定放大倍率的曲面鏡、透鏡或其組合。

在一些實施方式中，顯示器系統10更包含反射鏡600。自曲面鏡500反射的第一偏振影像P1與第二偏振影像P2會入射至反射鏡600，第一偏振影像P1與第二偏振影像P2再經由反射鏡600反射至觀察者700（的眼中），因此觀察者700可觀察到第一虛像I1與第二虛像I2。第一虛像I1與第二虛像I2可於同一時序下同時形成，並且分別對應於具有不同偏振態的第一偏振影像P1與第二偏振影像P2。在一些實施方式中，在觀察者700對應於反射鏡600的視線702或視線704上，第一虛像I1與第二虛像I2對齊。在一些實施方式中，反射鏡600由玻璃製成。

一併參照第1圖與第3圖。在一些實施方式中，第一偏振影像P1在第一位置PS1處形成第一實像後，第一實像至曲面鏡500之間的光路徑為通過第二擴散片320與偏振調變元件330的路徑、從偏振調變元件330至稜鏡410的鏡面402之間的路徑以及被鏡面402反射至曲面鏡500之間的路徑之總和，且光學模組400配置用以將第一實像投射至曲面鏡500中產生第一虛像I1。第二偏振影像P2在第二位置PS2處形成第二實像後，第二實像至曲面鏡500之間的光路徑為從偏振調變元件330至稜鏡410的鏡面402之間的路徑、在稜鏡410中的路徑以及被鏡面402反射至曲面鏡500之間的路徑之總和，且光學模組400配置用以將第二實像投射至曲面鏡500中產生第二虛像I2。在一些實施方式中，光學模組400將第一實像與第二實像同時投射至曲面鏡500。如上所述，因第一實像至曲面鏡500之間的光路徑與第二實像至曲面鏡500之間的光路徑距離不同，使得第一實像與第二實像於曲面鏡500中產生景深不同的第一虛像I1與第二虛像I2，亦即第二虛像I2距離觀察者700的距離大於第一虛像I1距離觀察者700的距離，進而使觀察者700可同時獲得景深不同的視覺影像，故可提升觀察者700在道路駕駛的安全性。

在一些實施方式中，顯示器系統10可顯示大於二個虛像。第4圖繪示根據本揭露一些實施方式之第1圖的顯示器系統10於第二時序時的光路徑的示意圖，其中第二時序不同於第一時序。一併參閱第1圖與第4圖，當顯示器系統10於第二時序時，第一擴散片310與第二擴散片320關閉（電壓未施加於第一擴散片310與第二擴散片320）上，具有第一偏振態的第一偏振影像P1在通過第一擴散片310後散射以在第一位置PS1形成第一實像，且在通過第二擴散片320後不散射。再者，具有第二偏振態的第二偏振影像P2在通過第一擴散片310不散射，且在通過第二擴散片320後散射以在第二位置PS2形成第二實像。

接著第一實像與第二實像入射偏振調變元件330。當顯示器系統10於第二時序時，偏振調變元件330關閉（例如電壓未施加於偏振調變元件330上），偏振調變元件330改變第一偏振影像P1與第二偏振影像P2的偏振態。換句話說，偏振調變元件330用以將具有第一偏振態的第一偏振影像P1轉換為具有第二偏振態的第三偏振影像P3，而將具有第二偏振態的第二偏振影像P2轉換為具有第一偏振態的第四偏振影像P4。接著，由於稜鏡410的鏡面402具有偏振選擇塗層，會使得具有第二偏振態的第三偏振影像P3通過，而具有第一偏振態的第四偏振影像P4被反射。因第三偏振影像P3於稜鏡410的光路徑與第二偏振影像P2（第3圖）相同，且第四偏振影像P4於稜鏡410的光路徑與第一偏振影像P1（第3圖）相同，因此在此不再贅述。在一些實施方式中，於第二時序的第一實像至曲面鏡500之間的光路徑為通過第二擴散片320與偏振調變元件330的路徑、從偏振調變元件330至稜鏡410的鏡面402之間的路徑、在稜鏡410中的路徑以及被鏡面402反射至曲面鏡500之間的路徑之總和，且光學模組400配置用以將第一實像投射至曲面鏡500中產生第三虛像I3。於第二時序的第二實像至曲面鏡500之間的光路徑為從偏振調變元件330至稜鏡410的鏡面402之間的路徑以及被鏡面402反射至曲面鏡500之間的路徑之總和，且光學模組400配置用以將第二實像投射至曲面鏡500中產生第四虛像I4。在一些實施方式中，光學模組400將第一實像與第二實像同時投射至曲面鏡500。如上所述，因第一實像至曲面鏡500之間的光路徑與第二實像至曲面鏡500之間的光路徑距離不同，使得第一實像與第二實像於曲面鏡500中產生景深不同的第三虛像I3與第四虛像I4，亦即第三虛像I3距離觀察者700的距離大於第四虛像I4距離觀察者700的距離，進而使觀察者700可同時獲得景深不同的視覺影像，故可提升觀察者700在道路駕駛的安全性。

在一些實施方式中，如第3圖與第4圖所示，透過快速切換第一時序與第二時序，觀察者可看到四個虛像（第一虛像I1至第四虛像I4），使觀察者可同時獲得景深不同的視覺影像，進而提升觀察者在道路駕駛的安全性。舉例來說，當偏振調變元件330關閉時，成像模組300可使得第一實像於曲面鏡500中產生與第一虛像I1景深不同的第三虛像I3，以及使得第二實像於曲面鏡500中產生與第二虛像I2景深不同的第四虛像I4，進而使觀察者700同時看到遠近不同的多個虛像。由於偏振調變元件330具有快速響應的特性，透過快速切換兩種不同偏振態之第一偏振影像P1與第二偏振影像P2，可使觀察者700同時看到遠近不同的多個影像，進而提升觀察者700在道路駕駛的安全性。

第5A圖繪示第1圖之偏振調變元件330於一操作狀態的示意圖，以及第5B圖繪示第1圖之偏振調變元件330於另一操作狀態的示意圖。如第5A圖所示，當偏振調變元件330關閉（例如電壓未施加於偏振調變元件330）時，偏振調變元件330改變偏振光束的偏振態，使得入射到偏振調變元件330的偏振光束的偏振態與通過偏振調變元件330後的偏振光束的偏振態不同。具體而言，偏振調變元件330改變偏振光束的偏振態，使偏振光束的偏振旋轉90度。具有第一偏振態的第一偏振影像P1在入射到偏振調變元件330之後，被偏振調變元件330轉換為具有第二偏振態的第三偏振影像P3。具有第二偏振態的第二偏振影像P2在入射到偏振調變元件330之後，被偏振調變元件330轉換為具有第一偏振態的第四偏振影像P4。

如第5B圖所示，當偏振調變元件330開啟（例如電壓施加於偏振調變元件330）時，偏振調變元件330不改變偏振光束的偏振態，使得入射到偏振調變元件330的偏振光束的偏振態與通過偏振調變元件330後的偏振光束的偏振態相同。具體而言，具有第一偏振態的第一偏振影像P1在入射到偏振調變元件330之後，仍保持第一偏振態。具有第二偏振態的第二偏振影像P2在入射到偏振調變元件330之後，仍保持第二偏振態。

第6圖至第9圖繪示根據本揭露一些實施方式之擴散片的製造方法於各步驟的剖面圖，其中擴散片可對應於在第1圖至第4圖中的第一擴散片310或第二擴散片320。參閱第6圖，第一導電膜312形成於第一基板311上。在一些實施方式中，第一導電膜312塗布形成於第一基板311上。第一基板311可使用透射可見光及具有絕緣表面之基板。在一些實施方式中，第一基板311為玻璃基板，可使用鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃等的無鹼玻璃基板。在一些其他的實施方式中，第一基板311為石英基板、藍寶石基板，或其他適當的基板。第一導電膜312為透光導電膜，例如氧化物導電膜。在一些實施方式中，第一導電膜312包含含氧化鎢之氧化銦、含氧化鎢之氧化銦錫、含氧化鈦之氧化銦、含氧化鈦之氧化銦錫、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅、添加氧化矽之氧化銦錫，或其他適當的材料。

參閱第7圖，第一聚合物層313形成於第一導電膜312上。在一些實施方式中，第一聚合物層313塗布形成於第一導電膜312上。第一聚合物層313可包含導電高分子，例如聚苯胺及其衍生物、聚比喀及其衍生物、聚塞吩及其衍生物，前述之組合，或其他適當的材料。

參閱第8圖，透過滾輪R壓印於第一聚合物層313的上表面313T，使得第一聚合物層313的上表面313T形成非平坦的粗糙表面。舉例來說，第一聚合物層313具有不均勻的厚度。在一些實施方式中，透過滾輪R壓印於第一聚合物層313的上表面313T，第一聚合物層313的表面可印出至少一條的平行溝槽，使得後續形成的液晶可以依前述的溝槽的方向對準，進而使液晶呈同一方向排列。在滾輪R壓印於第一聚合物層313的上表面313T之後，執行固化製程於第一聚合物層313的上表面313T上。

參閱第9圖，第一配向膜314形成於第一聚合物層313上。在一些實施方式中，第一配向膜314塗布形成於第一聚合物層313上。第一配向膜314可包含聚酰亞胺(polyimide)。在一些實施方式中，在第一配向膜314上執行配向製程315，使得第一配向膜314上之液晶會因分子之間之作用力而達到定向效果，產生配向作用，如此可控制液晶分子依特定之方向與預定之傾斜角度排列。舉例而言，第一擴散片310與第二擴散片320於製作時，第一配向膜314的配向方向不同，使得第一擴散片310與第二擴散片320的液晶具有不同軸向。

第10A圖繪示第1圖之第一擴散片310於一操作狀態的示意圖，以及第10B圖繪示第1圖之第一擴散片310於另一操作狀態的示意圖。第一擴散片310包含依次排列的第一基板311、第一導電膜312、第一聚合物層313、第一配向膜314、液晶316a、第二配向膜318、第二聚合物層319、第二導電膜322以及第二基板324，其中液晶316a位於第一配向膜314與第二配向膜318之間。如第10A圖所示，當電壓未施加於第一擴散片310時，液晶316a具有平行入射面且沿圖面左右方向延伸的液晶軸向。

參閱第10B圖，當電壓施加於第一擴散片310時，液晶316b具有平行入射面的液晶軸向且垂直於第一基板311與第二基板324的長度方向。

第11A圖繪示第1圖之第二擴散片320於一操作狀態的示意圖，以及第11B圖繪示第1圖之第二擴散片320於另一操作狀態的示意圖。第二擴散片320之材料與配置細節實質相同或類似於第一擴散片310之材料與配置細節，故在此不重複敘述。如第11A圖所示，當電壓未施加於第二擴散片320時，液晶316c具有平行入射面且出入紙面的液晶軸向。

參閱第11B圖，當電壓施加於第二擴散片320時，液晶316d具有垂直入射面的液晶軸向且垂直於第一基板311與第二基板324的長度方向。

第12圖繪示根據本揭露另一實施方式之擴散片的製造方法的剖面圖，前述的擴散片可對應於第1圖的第一擴散片310或第二擴散片320。在第7圖的步驟之後，第一配向膜314a形成於第一聚合物層313a上。接著，在第一配向膜314a上執行配向製程315，使得第一配向膜314a上之液晶會因分子之間之作用力而達到定向效果，產生配向作用，如此可控制液晶分子依特定之方向與預定之傾斜角度排列。在一些實施方式中，第12圖之實施例與第9圖之實施例的差異在於第12圖的第一聚合物層313a與第一配向膜314a皆具有實質平坦的上表面。具體而言，在形成第一聚合物層313a於第一導電膜312上之後，第一聚合物層313a未執行壓印製程（例如滾輪R壓印於第一聚合物層313a，如第8圖所示），故第一聚合物層313a與第一配向膜314a未具有非平坦的粗糙上表面，而具有實質上均勻的厚度。第12圖的擴散片之材料與配置細節實質相同或類似於第9圖之擴散片之材料與配置細節，故在此不重複敘述。

第13A圖繪示根據本揭露另一實施方式之第一擴散片310’於一操作狀態的示意圖，以及第13B圖繪示根據本揭露另一實施方式之第一擴散片310’於另一操作狀態的示意圖。第一擴散片310’包含依次排列的第一基板311、第一導電膜312、第一聚合物層313a、第一配向膜314a、液晶316e、第二配向膜318a、第二聚合物層319a、第二導電膜322以及第二基板324，其中液晶316e位於第一配向膜314a與第二配向膜318a之間。第13A圖的第一擴散片310’與第10A圖的第一擴散片310的差異除了第一聚合物層313a、第一配向膜314a、第二聚合物層319a以及第二配向膜318a之外，更包含液晶316e。如第13A圖所示，液晶316e為高分子分散液晶(polymer-dispersed liquid crystal Film；PDLC)，液晶316e中的光軸317e表示液晶316e中的液晶軸向。當電壓未施加於第一擴散片310’時，電軸E不平行於液晶316e的光軸317e。此外，液晶316e的光軸317e方向為隨機且不一致。其中電軸E為在第一導電膜312與第二導電膜322施加電壓後的電場方向。

如第13B圖所示，當電壓施加於第一擴散片310’時，電軸E平行於液晶316f的光軸317f。因此藉由施加/不施加電壓於第一導電膜312與第二導電膜322，可改變液晶（液晶316e/液晶316f）的光軸（光軸317e/光軸317f）方向，藉此改變第一擴散片310’的穿透性。

第14A圖繪示根據本揭露另一實施方式之第二擴散片320’於一操作狀態的示意圖，以及第14B圖繪示根據本揭露另一實施方式之第二擴散片320’於另一操作狀態的示意圖。第二擴散片320’之材料與配置細節實質相同或類似於第一擴散片310’之材料與配置細節，故在此不重複敘述。如第14A圖所示，當電壓未施加於第二擴散片320’時，電軸E不平行於液晶316g的光軸317g。此外，液晶316g的光軸317g方向為隨機且不一致。

如第14B圖所示，當電壓施加於第二擴散片320’時，液晶316h的光軸317h為平行基板方向，且電軸E垂直於光軸317h。因此藉由施加/不施加電壓於第一導電膜312與第二導電膜322，可改變液晶（液晶316g/液晶316h）的光軸（光軸317g/光軸317h）方向，藉此改變第二擴散片320’的穿透性。

雖然本揭露已經將實施方式詳細地揭露如上，然而其他的實施方式也是可能的，並非用以限定本揭露。因此，所附之權利要求的精神及其範圍不應限於本揭露實施方式之說明。

本領域任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之改變或替換，因此所有的這些改變或替換都應涵蓋於本揭露所附權利要求的保護範圍之內。

10:顯示器系統 100:光源模組 110:控制器 112B:分光鏡 112G:分光鏡 112R:分光鏡 120:控制器 122B:分光鏡 122G:分光鏡 122R:分光鏡 130:光調制器 132:掃描軌跡 200:準直透鏡 300:成像模組 310:第一擴散片 310’:第一擴散片 311:第一基板 312:第一導電膜 313:第一聚合物層 313a:第一聚合物層 313T:上表面 314:第一配向膜 314a:第一配向膜 315:配向製程 316a:液晶 316b:液晶 316c:液晶 316d:液晶 316e:液晶 316f:液晶 316g:液晶 316h:液晶 317e:光軸 317f:光軸 317g:光軸 317h:光軸 318:第二配向膜 318a:第二配向膜 319:第二聚合物層 319a:第二聚合物層 320:第二擴散片 320’:第二擴散片 322:第二導電膜 324:第二基板 330:偏振調變元件 400:光學模組 402:鏡面 404:鏡面 406:鏡面 408:鏡面 410:稜鏡 420:反射鏡 430:偏振元件 500:曲面鏡 600:反射鏡 700:觀察者 702:視線 704:視線 B1:光源 B2:光源 E:電軸 G1:光源 G2:光源 I1:第一虛像 I2:第二虛像 I3:虛像 I4:虛像 P1:第一偏振影像 P2:第二偏振影像 PB1:第一偏振光束 PB2:第二偏振光束 PS1:第一位置 PS2:第二位置 R:滾輪 R1:光源 R2:光源 S1:第一光源組 S2:第二光源組

本揭露之態樣可從以下實施方式的詳細說明及隨附的圖式理解。 第1圖繪示根據本揭露一些實施方式之顯示器系統的示意圖。 第2圖繪示第1圖之光源模組的示意圖。 第3圖繪示根據本揭露一些實施方式之第1圖的顯示器系統於第一時序時的光路徑的示意圖。 第4圖繪示根據本揭露一些實施方式之第1圖的顯示器系統於第二時序時的光路徑的示意圖。 第5A圖繪示第1圖之偏振調變元件於一操作狀態的示意圖。 第5B圖繪示第1圖之偏振調變元件於另一操作狀態的示意圖。 第6圖至第9圖繪示根據本揭露一些實施方式之擴散片的製造方法於各步驟的剖面圖。 第10A圖繪示第1圖之第一擴散片於一操作狀態的示意圖。 第10B圖繪示第1圖之第一擴散片於另一操作狀態的示意圖。 第11A圖繪示第1圖之第二擴散片於一操作狀態的示意圖。 第11B圖繪示第1圖之第二擴散片於另一操作狀態的示意圖。 第12圖繪示根據本揭露另一實施方式之擴散片的製造方法的剖面圖。 第13A圖繪示根據本揭露另一實施方式之第一擴散片於一操作狀態的示意圖。 第13B圖繪示根據本揭露另一實施方式之第一擴散片於另一操作狀態的示意圖。 第14A圖繪示根據本揭露另一實施方式之第二擴散片於一操作狀態的示意圖。 第14B圖繪示根據本揭露另一實施方式之第二擴散片於另一操作狀態的示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:顯示器系統

100:光源模組

130:光調制器

200:準直透鏡

300:成像模組

310:第一擴散片

320:第二擴散片

330:偏振調變元件

400:光學模組

402:鏡面

404:鏡面

406:鏡面

408:鏡面

410:稜鏡

420:反射鏡

430:偏振元件

500:曲面鏡

600:反射鏡

700:觀察者

702:視線

704:視線

I1:虛像

I2:虛像

P1:第一偏振光束

P2:第二偏振光束

S1:第一光源組

S2:第二光源組

Claims (10)

1. 一種顯示器系統，包含： 一光源模組，配置用以投射一第一偏振影像與一第二偏振影像，其中該第一偏振影像具有一第一偏振態，且該第二偏振影像具有不同於該第一偏振態的一第二偏振態； 一成像模組，配置用以將該第一偏振影像於一第一位置成一第一實像，並將該第二偏振影像於一第二位置成一第二實像； 一曲面鏡；以及 一光學模組，設置於該曲面鏡與成像模組之間，該光學模組配置用以將該第一實像與該第二實像同時投射至該曲面鏡，使得該第一實像與該第二實像於該曲面鏡中產生景深不同的一第一虛像與一第二虛像。
2. 如請求項1所述之顯示器系統，其中該成像模組包含： 一第一擴散片，設置於該光源模組與該光學模組之間，其中該第一偏振影像在通過該第一擴散後散射以形成該第一實像，且該第二偏振影像在通過該第一擴散片後不散射；以及 一第二擴散片，設置於該第一擴散片與該光學模組之間，其中該第二偏振影像在通過該第二擴散片後散射以形成該第二實像，且該第一偏振影像在通過該第二偏振片後不散射。
3. 如請求項2所述之顯示器系統，其中該第一擴散片與該第二擴散片具有不同的液晶軸向。
4. 如請求項2所述之顯示器系統，其中該成像模組更包含： 一偏振調變元件，置於該第二擴散片與該光學模組之間，其中當該偏振調變元件關閉時，該偏振調變元件用以將該第一偏振影像轉換為具有該第二偏振態的一第三偏振影像，且當該偏振調變元件開啟時，該偏振調變元件用以讓該第一偏振影像通過且保持該第一偏振態。
5. 如請求項4所述之顯示器系統，其中當該偏振調變元件關閉時，該成像模組更使得該第一實像於該曲面鏡中產生與該第一虛像景深不同的一第三虛像。
6. 如請求項1所述之顯示器系統，其中該光學模組包含： 一稜鏡，具有複數個面，該些面的一第一面能夠讓該第一偏振影像反射並讓該第二偏振影像通過。
7. 如請求項6所述之顯示器系統，其中該光學模組更包含： 一反射鏡，置於該稜鏡的該些面的一第二面，並配置用以反射該第二偏振影像；以及 一偏振元件，置於該稜鏡的該第二面與該反射鏡之間，並配置用以讓該第二偏振影像反射且消除入射至該偏振元件的該第一偏振影像。
8. 如請求項6所述之顯示器系統，其中該稜鏡的該些面的總數為偶數。
9. 如請求項1所述之顯示器系統，其中該光源模組包含： 一第一光源組，配置用以產生具有該第一偏振態的一第一偏振光束； 一第二光源組，配置用以產生具有該第二偏振態的一第二偏振光束；以及 一光調制器，用以將該第一偏振光束調制成該第一偏振影像且將該第二偏振光束調制成該第二偏振影像。
10. 如請求項1所述之顯示器系統，更包含一準直透鏡，置於該光源模組與該成像模組之間，且配置用以準直該第一偏振影像與該第二偏振影像。

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